Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

По ныне утерянным расчетам конца 70-х.
Увеличение массы мишени - очень дорогое удовольствие,требует существенного увеличения мощности лазеров.

Понятно.
Хотя есть и обратная сторона. Чем крупней мишень (и мощность лазеров) тем меньше на результат влияют неустойчивости. Термояд тем лучше - чем в более крупном объеме он происходит. Его "любимые" размеры - размеры звёзд.
Хоя, в приципе, 1, 3, 5 грамм  - это всё ОДНОГО ПОРЯДКА массы..

Вы быстро отвечаете, когда я еще дописываю сообщение (есть дурная привычка добавлять вдогонку к уже написанному). Возможно вы пропустили доп. вопрос.. Я спрашивал еще там, в частности, предварительные габариты двигателя длина-60 м, диаметр 30 м, или наоборот? 30 м - длина и 60 м диаметр?

[alex_semenov]

Мне представляется, что топливо будет заметно на рисунке.

Естественно заметно. Вопрос - где оно будет расположено? Ну вокруг жилых отсеков (кстати оно увеличит их диаметр с 50 м до примерно 70) - понятно. А остальное?

Число контейнеров     
разгон         4 692 517   
торможение    873 911

Я не стану каждый прорисовывать!
 

Сухая масса звездолёта всё так же, 200 000 тонн?
Глупый вопрос. Да.
Z на разгон и торможение у вас равны 5,37, сходятся при 200 тыс. тонн сухой массы и так и должно быть для одноступенчатой ракеты при разгоне и торможении.

(M1+M2+M)/(M2+M) =5,37
(M2+M)/(M) =5,37
M1 =4 692 517
M2 = 873 911
M=200 000
Полное массовое число 27,83, а было 20

Гюльчатай, покажи всё личико! Какая у вас сейчас скорость истечения заложена? Вы там с ней были не уверены недавно...

[Иван Моисеев]

30 м - длина и 60 м диаметр?

60 м длина. чтобы подальше унести точку взрыва.

Естественно заметно. Вопрос - где оно будет расположено? Ну вокруг жилых отсеков (кстати оно увеличит их диаметр с 50 м до примерно 70) - понятно. А остальное?

Все вокруг жил отсеков.

Я не стану каждый прорисовывать!

А не надо все! Нарисуйте один и потом так быстренько - Ctrl-c, Ctrl-c...
Собственно я их рассчитал, чтобы вычислить какой объем они займут на рисунке.

[Иван Моисеев]

Какая у вас сейчас скорость истечения заложена? Вы там с ней были не уверены недавно...

K   T   k   w*Me/mt   Me   w   mt   M0   Ta   Tb   Vmax   Sa   Sb   Sp Tp   Ts
28,83213949   98,65   5,37   4,00E+14   2,00E+08   1,00E+07   5   5,77E+09   9,39E+08   1,75E+08   1,68E+07   5,78E+15   1,86E+15   3,36E+16   2,00E+09   3,11E+09
 
10 000 000 м/с

[NоrtoN]

Рано пока о звёздах думать,  в Солнечной системе тоже много интересных мест вроде Европы и Энцелада с Титаном. Ну и хотя бы планетный "Орион" до ума довести. Да какой "Орион", хотя бы "Зевса"наконец доделать.

[alex_semenov]

Рано пока о звёздах думать,  в Солнечной системе тоже много интересных мест вроде Европы и Энцелада с Титаном. Ну и хотя бы планетный "Орион" до ума довести. Да какой "Орион", хотя бы "Зевса"наконец доделать.

Ещё раз (надо банер сделать и тупо его выставлять ибо таких тут было и будет еще масса комментаторов, некоторые вообще тут - завсегдатаи):

Правило трех врагов⁠⁠
Всякий человек, начинающий новое дело, непременно столкнется с тремя видами врагов. Первые думают, что вам следует заняться чем-нибудь прямо противоположным. Вторые сами хотят устроить что-то в том же роде и считают вас вором, укравшим их идею. Они ждут не дождутся вашего падения, чтобы постараться повторить ваши действия. И, наконец, третьи – это огромная масса людей, которые сами не делают ничего, а потому враждебно относятся ко всякому нововведению и к любой оригинальной идее.

Узнаёте себя? У вас какой НОМЕР?
 

Зы...  Банер сделал...

[MenFrame]

Всякий человек,

Не всякий...это относиться к писакам по отношению к критикам. Для людей делом занимающихся критики не враги, а в лучшем случае полезные люди указывающие на недостатки системы, в худшем просто моськи лающие на караван, но не как не враги. А вот для писаки критики враги на сто процентов.

[alex_semenov]

А вот для писаки критики враги на сто процентов.

Ах вот оно что! А я и не подумал... так глубоко... Как вы!..
 
Так шо? Не надо банера? Стереть? Уничтожить? Заняться чем-нибудь другим?
 

[MenFrame]

Заняться чем-нибудь другим?

Это зависит от того как вы относитесь к критике...

[alex_semenov]

Какая у вас сейчас скорость истечения заложена? Вы там с ней были не уверены недавно...

K   T   k   w*Me/mt   Me   w   mt   M0   Ta   Tb   Vmax   Sa   Sb   Sp Tp   Ts
28,83213949   98,65   5,37   4,00E+14   2,00E+08   1,00E+07   5   5,77E+09   9,39E+08   1,75E+08   1,68E+07   5,78E+15   1,86E+15   3,36E+16   2,00E+09   3,11E+09
10 000 000 м/с

Всё-так 10 000 км/с... Да... тяжковато будет набрать...
Вам полная эффективность двигателя по калорийности топлива выше 70% тогда нужна:



Да, современные ЖРД выдают такое легко. Но вот термоядерный двигатель, эта эффективность будет состоять из ПРОИЗВЕДЕНИЯ эффективностей:

k=k₁k₂k₃k₄²

k₁ - доля выгоревшего топлива (обычно закладывают 30% и если так, то мы уже не получим нужной скорости истечения)
k₂ - доля всей выделившейся энергии, перешедшей в разлёт плазмы (остальное превратилось во вспышку света, были бы нейтроны, их энегия была бы тут. Но у вас их нет)
k₃ - тот самый коэффициент, вычисляемый по "формуле Равлика" связанный с тем, что плазма состоит из разных по массе частиц и при термодинамическом равновесии это снижает "импульсные свойства" плазмы. Но на самом деле это будет работать в том случае, если у вас нет никакой гирдодинамики взрыва, а будет только разлёт термодинамически равновесного максвелловского облака плазмы. Для больших бомб - это не так. А как для махоньких мишеней? Вопрос открытый.
k₄² - это коэффициент колимации изотропного разлёта в направленную струю ракетного выхлопа магнитными зеркалами. И в квадрате он потому что он считается по изменению векторов скорости (u ~ q^1/2), который уже вынесен из под конрня. А у нас всё произведение k - ещё под корнем. То есть, если у нас зеркало колимирует 80%, то 0,8² =0,64

Если все коэффициенты взять по 0.8, то итоге я получаю k =0,327 и скорость истечения (по графику)  где-то в районе 6500 км/с... до 10 000 км/с - очень далеко!
Если всем коэффициентам назначить по 0.9 то получаем k =0,59. Почти 60%. Это лучше.  Но всё равно мало...
И лучшая комбинация, которую я могу допустить как оптимист тяготеющий к реализму (совесть не позволяет быть полным оптимистом): 0,85 (выгорание), остальное по 0.95. Тогда k =0,69... Ну почти 70%...
Да. Тонкость. "Коэффициент Равлика" связан со  k₁ в данном случае потому что продукты горения  - ядра гелия, одинаковые по массе (остаётся лишь разбаланс масс электроны-ядра), чем коэффициент выгорания топлива хуже, тем хуже и "коэффициент Равлика" (у вас появляется недогоревший водород который очень легкий и недогоревший бор, и чем больше увас остаётся доля таких частиц, тем хуже коэффициент выдаст "формула Равлика")... Если мы добъемся хорошего коэффициента выгорания, я допускаю что мы все эти коэффициенты так высоко натянем.  Хотя... это очень оптимистично. Но вообще то добиться главного, 85% выгорания - это сверхоптимизм, как мне кажется!
Что, Иван, скажите?

[Иван Моисеев]

Всё-так 10 км/с...

? Эффективность на рисунке не отражается.
А вот что у меня с топливом получилось :
Внутренний радиус               25,4         40,4   
Толщина топлива для торможения (условно)               13         13
Тодщина топлива для разгона (условно)                  33         33
Внешний радиус               71,4         86,4   

[alex_semenov]

? Эффективность на рисунке не отражается.

То есть, не моё собачье это дело?
Я шучу, конечно. Ради бога... Хозяин-барин. В конце концов, я не подряжался рисовать двигатель.  Но мне самому стало интересно оценить степень реалистичности.
И еще.
1,83 км высота радиатора... Ну я беру от ости корабля. Пол км внутри "люстры" и 1.33 - размах "крыла". Допустим, теплоноситель с самого низа поднимается до середины, а сверху путешествует на самый верх. Всё равно путь теплоносителя до места, где он начнёт отдавать своё тепло, условно, половина этой длины. То есть 0,915 км...
Не далековато ли?
Лучшее что я могу тут предложить как "художник". По этим вертикальным каналам-мачтам, движется газовый теплоноситель. Гелий - лучше всего. Или даже водород (если канал не металлический). А вот там, наверху, "на мачтах", он нагревает капельный теплоноситель (отдаёт тепло), которые (капли) летят через космос, охлаждаясь и потом опять - к теплоносителю... Можно даже придумать перекрёстное движение, хотя - морока.

Про размер топлива на картинке. Не надо вам мне его детально считать. И отдельные контейнеры никто рисовать при таком масштабе рисунка не будет. Мне достаточно зать массу топлива на разгон и торможение, плотность и место-форму где какое топливо храниться....
Ну например. То топливо которые храниться у жилых отсеков должно создавать радиационную защиту в  5 тонн/м2.  При плотности пентаборана в 0,618 т/м3 (поправку на оболочку из бора я пока не учитываю, на рисунок это не повлияет), толщина борной стенки вокруг 50 метровой жилой сферы увеличивает ту на 16,7 метров. То есть сфера будет не 50 метров в диаметре, а 66,7 метра.

Вы где-то выше говорили, Иван, что собираетесь ВСЁ топливо разместить вокруг жилых отсеков. Я удивился но не переспросл...
А у вас центрифуга... как та рожа... не треснет?
Вы представляете как вы будете эту массу (5.56 миллионов тонн!) крутить на своей карусели?
Поэтому я вам рекомендую всё же сделать как я насчитал. Вокруг жилых модулей разместить МИНИМУМ топлива, необходимого чтобы защитить обитателей большую часть полёта от ГКЛ, для этого вам достаточно  5 тонн/м2 поверхности сфер, как утверждает Юнжен Паркер. И это круговая защита. 4пи- телесный угол. Не надо больше суетиться с радиационной защитой, какими-то еще тенями. Проблема снята (до торможения).
Топлива на торможение 873 911 т  - явно больше чем нужно для того чтобы окружить 4-е 50-и метровые сферы. Я же прикидывал.
Поверхность одной сферы 4*пи()*25^2=7854 м. Каждый метр - 5 тонн топлива. Итого на сферу почти 40 000 тонн топлива. Четыре сферы - 160 000 тонн. А на торможение запас топлива - 874 000 тонн (топливо вокруг сфер пойдёт в двигалети самым последним). То есть, можно еще окружить центральную сферу. Ну и напичкать остаток там где-то в служебном отсеке.
Но топливо на разгон  надо (я думаю) размещать ближе к двигателям. Что бы не таскать эти 5 миллионов тонн далеко в течении разгона. Да и конструкцию не сильно нагружать инерцией этой гигантской массы. У вас корабль по-сути стоит на этой массе. Зачем же ее тянуть наверх?

В общем нужен продуманный, обоснованный план размещения топлива. Отдельная схема (пока мы разместили лишь часть тормозного топлива вокруг сфер обиталища).  Остальное - где? И надо знать форму которую это размещение примет. Примерно. Не отдельный контейнер (он слишком мелкий), а именно как они будут складирваться "пачками". Диском, цилиндром, сферой, полусферой, конусом, усечённым... эти контейнеры расположатся? И где? Можете сами посчитать форму-занимаемое место этих складов контейнеров и нарисовать на копии моего рисунка. Очень грубо можно.  Я потом это красивше оформлю.

[Иван Моисеев]

То есть, не моё собачье это дело?

Если прыгать от одного вопроса к другому - это никогда не закончить.
Сейчас - с топливом надо разобраться.
Пока я посчитал все топливо вокруг сфер, но вы правы, получается не очень эстетично. Надо подумать.
А сейчас у меня горячка - все жаждут соображений о Маске, постоянно сбивают....

[alex_semenov]

То есть, не моё собачье это дело?

Если прыгать от одного вопроса к другому - это никогда не закончить.

Да, согласен. Знакомо! Каждый выхватывает то что понравилось или озаботило и как обезьяна с горохом!

Сейчас - с топливом надо разобраться.

Хорошо. Но как по мне лучшее решение - всё топливо разделить на две части. Одна - вокруг жилых сфер (это меньшая часть топлива на торможение) остальное (остаток на торможение и всё на разгон) - в одном месте за двигателями блином. Сами контейнеры, раз они у вас из бора, могут выполнять частично роль несущей конструкции.
И блин (учитывая что двигатели за ним распределены на такой же "лапуте" в 1 км в диаметре) - лучшее (на мой взгляд) решение.

Пока я посчитал все топливо вокруг сфер, но вы правы, получается не очень эстетично. Надо подумать.

Эстетика - дело такое. Но сферы вращаются и они будут иметь момент инерции. И хотя нагрузка на расяжение, всё равно для 5.5 миллионов тонн - это недетский маховик!
 

А сейчас у меня горячка - все жаждут соображений о Маске, постоянно сбивают....

Да, я понял. Как всегда, даже хорошее - не к стати...  Удачи вам в этой вашей экспертной деятельности!

[Иван Моисеев]

Эстетика - дело такое. Но сферы вращаются и они будут иметь момент инерции. И хотя нагрузка на расяжение, всё равно для 5.5 миллионов тонн - это недетский маховик!

Согласен, согласен. Есть у меня еще варианты охоты за стаей зайцев....

Да, я понял. Как всегда, даже хорошее - не к стати...  Удачи вам в этой вашей экспертной деятельности

Самое фиговое в этой истории - каждый спрашивает: а что у нас?
И надо ответить:
а)правду;
б)чтобы не посадили.

[Иван Моисеев]

Вокруг жилых модулей разместить МИНИМУМ топлива, необходимого чтобы защитить обитателей большую часть полёта от ГКЛ, для этого вам достаточно  5 тонн/м2 поверхности сфер, как утверждает Юнжен Паркер.

Не ГКЛ, а ГКИ. Не будешь же каждому объяснять, что ты знаешь, как правильно, а здесь просто выпенривапешься.
Ссылка на этого Паркера есть? Как он объясняет, что 5, а не 10?

[alex_semenov]

Самое фиговое в этой истории - каждый спрашивает: а что у нас?
И надо ответить:
а)правду;
б)чтобы не посадили.

Это не моё дело, но вы относитесь к этому со стоическим философским юмором.
Что у нас?
Мы как тот поручик Ржевский в анекдоте... на балу... Наташа Ростова подбегает вся запыхавшись от кроковяка...
-Порутчик, а отче го же вы не танцуете?!
Порутчик, гордо задрав подбородок:
-А мы себя в еб... ле-с покажим-с!
 
Мы/то есть вы - разминаемся "красненьким"... (дурацкая шутка сейчас учитывая что "красненькое" льётся и с нашей и вашей стороны).
У нас (то есть у вас) недавно "Сармат" упал назад в шахту и всё разворотил там. То есть, работают люди! Во всю!
Ну и, говорят, "Буривестник" опять где-то там на севере летал и след свой радиоактивный оставил... Или даже уже на дежурство его ставят...
Так что... кто за что борется!
Не до танцев-с, нам, мадам (так и скажите)! Ногодрыжеством как кузнечик заниматься? Ступени ловить в полёте? Мы силы для ГЛАВНОГО копим и бережём...  Мы(то есть вы), между прочим, недавно свой собственный уникальный дрон-перехватчик сами же перехватили что бы не убежал на вражескую (то есть нашу) территорию! Уникальный случай (первый в мире) с уникальным аппаратом! Своего рода тоже первенство! То есть, процесс идёт. Да, немного не туда. Ну так это... поправимо, если что.... Да и кто знает куда движется этот сумасшедший мир теперь?

б)чтобы не посадили.

Я вам вот что сакажу. Сажают за полуправду. А за полную правду... ну если совсем на дурака нарвёшся.
Вот Сократ. Дружил с правителями Афин и как считается, потому что говорил им Правду. Его все слушали. Но началась война со спартанцами. Спартанцы взяли Афины и... опять Сократ при дворе завоевателей со своей Правдой. В первых рядах. И эти -слушают. Соотечественики попроще возмущены - как так?
А ведь дейсвительно, как?
Сократ всем льстит? Нет. Он всем говорит ОДНУ правду.
И поэтому не за что его винить.
Значит не всю правду вы, Иван, знаете и рассказываете. Знали бы всю  и рассказывали всю - вас не за что было бы сажать.
Правда всегда в том, что все - сволочи, всех жалко. Все жертвы. За что сажать то? Дартаньяны - только в кино!



Полуправда в том, что Джордано Бруно сожгли на костре.
Но полная правда в том, что его сожгли не за то, что он проповедовал множественность миров, а за то, что лез на рожон там, где не надо было со своей духовной ересью (и множественные миры были всего лишь за компанию). И святая инквизиция решила его сжечь поняв, что ну человек сам хочет! Ну тогда поможем ему! Жаль конечно, но ...  Делаем что должно и будет что будет... Где-то так и было же...  Ну если взять ВСЮ правду...

[Иван Моисеев]

Значит не всю правду вы, Иван, знаете и рассказываете. Знали бы всю  и рассказывали всю - вас не за что было бы сажать.

За всю правду расстреливают.

[alex_semenov]

За всю правду расстреливают.

Поэтому всю правду не знает никто...

[alex_semenov]

А вот заяц-побегаец!!!
А КОМУ З-А-Й-Ц-А?!!!



Тьфу...
Не зайца, а двигатель! Лазерый термоядерный двигатель!
КОМУ?
Исключительно ручная работа!
По мотивам зарубежной печати! (как же иначе на Руси-то?)
Ни единого гвоздя, эм... расчёта! Чистая интуиция!
Игра ума и желание порисовать...
Никому не надо?
Вся суть рисунка - как вписать восмигранник входящих лазерных лучей в зеркальный куб (умное название  придумал "голографический хольраум") и всё это соединить со сверпороводящими магнитами, скреплёнными шестигранником рёбер - радиаторов.
Получилось, по-моему эстетично. Лучше чем в буржуйских рисунках. Не сочтите за пропаганду нацизма. Но решение со свастикой родил сам и оно действительно классное! Можно сказать приснилось ночью! Ну почти...



1  - Входящие от "лазерной люстры" 8 лазерных лучей
1'  - Переотражённые 4-е лазерных луча на дальнюю грань зеркального куба.
1'' - Сходящиеся и фокусируемые в центр 8 лазерных лучей формирующих "виртуальный хольраум" (как - отдельный секрет, фантастика, но вполне мыслимая)
2  - 4-ре "пернаправляющие" зеркала Брегга ("свастикой") для дальней грани зеркального куба.
3  - Собственно сам виртуальный зеркальный куб. В центре на пересечении двух диагоналей фокус-взрыв.
4  - 8  адаптивных зеркал Брегга формирующих виртуальный хольраум в фокусе.
5  - Фокус. Точка взрыва 1 граммовой боро-водородной полой пеллеты ("зёрнышко") наполненной дейтериевым газом.
6  - Горячая сфера плазмы пока не поддающаяся влиянию магнитного поля.  Здесь  пробег частиц короче или сопоставим с лармаровского радиусом ионов.
7 -  Замагниченное облако плазмы, где лармаровский радиус  уже заметно меньше свободного пробега ионов. Здесь магнитное поле "зеркалит" и направляет плазму в "магнитное сопло".
8 -  Большой донный сверхпроводящий магнит.
9 -  Малый донный сверхпроводящий магнит.
10 - Клиновидный (показан в разрезе) теневой щит-радиатор и рентгеновское зеркало для большого донного магнита.
11 - Клиновидный теневой щит-радиатор и рентгеновское зеркало для малого донного магнита.
12 - Сверхпроводящий магнит на выходе (он же - отбирает ~ 1/10 энергии от сформированного потока плазмы для зарядки конденсатора лазеров)
13 - Клиновидный теневой щит-радиатор и рентгеновское зеркало для магнита на выходе.
14 - Ракетный выхлоп.
15 - 6- силовых ребер удерживающих магниты вместе (они отталкиваются друг от друга) и первичные радиаторы для отвода паразитного тепла.
16 - Опорные амортизаторы, принимающие импульс от двигателя.
17 - Рекуператор  (поглотитель энергии) частиц,  не отражённых магнитным зеркалом по оси донных магнитов.
18 - Пипетка-инжектор топливных пеллет в зеркальный фокус.

Обратите внимание. Все поверхности (в чём и был смысл просто сидеть и всё это рисовать-воображать представлять)  расположены либо ребром к точке вспышки-взрыва либо под очень острым углом (клиновые теневые щиты магнитов), что обеспечивает в случае вольфрама отражение заметной части рентгена упавшего на эти поверхности под таким углом.
Почти вся паразитная энергия тут - в первые 10-50 нс из точки-фокуса. По мере расширения облака, его свечение будет резко падать.
Единственные поверхности, которые прямо-перпендикулярно смотрят на точку вспышки - зеркала. Но их повернуть "ребром" никак не получится в любом случае. Их придётся очень интенсивно охлаждать, а возможно через время - менять.

Да, теневой щит - щит клином, можно попробовать вообще заменит на более лёгкий щит Шпагина, кажется (так фамилия парня, его тут предложившего). Мы это обсуждали тут в самом начале темы для моего корабля-бублика. Тут он как нельзя кстати мог бы быть, если у нас масса этих клиновидных щитов окажется слишком большой.